package com.haoyu.number.stack;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Stack;

/**
 * @author 蒿雨
 * @create 2021-11-11 22:55
 * 逆波兰计算机
 */
public class PolandNotation {
    public static void main(String[] args) {
        //完成一个后缀表达式转中缀表达式的步骤
        //1、1+（（2+3）*4）-5
        //2、因为直接对str进行操作不方便因此，先将1+（（2+3）*4）-5
        //转成中缀表达式对应的list
        //3、将集合转成后缀表达式list

        String expression = "1+((2+3)×4)-5";
        List<String> list1 = toInfixExpressionList(expression);
        System.out.println(list1);
        List<String> list2 = parseSuffixExpressionList(list1);
        System.out.println(list2);
        //定义一个逆波兰表达式
        //（3+4）*5-6 = 3 4 + 5 * 6 -
        //数字和符号隔开
        //String suffoxExpression = "3 4 + 5 × 6 -";
        //（45-5）*13*45
        String suffoxExpression = "45 5 - 13 × 45 × ";
        //1、先将字符串放到集合中
        //2.将集合传给方法，配合栈完成计算
        List<String> list = getListString(suffoxExpression);
        System.out.println("list=" + list);
        System.out.println("结果是：" + calculate(list));
    }

    //方法：将得到的中缀表达式转成后缀表达式对应的list
    public static List<String> parseSuffixExpressionList(List<String> ls) {
        //定义两个栈
        //符号栈
        Stack<String> s1 = new Stack<>();
        //存放中间节点的数字栈
        //说明，因为在整个栈中没有pop操作，还要逆序输出
        //Stack<String> s2 = new Stack<>();
        List<String> s2 = new ArrayList<>();
        //遍历s1
        for (String item : s1) {
            //如果是数就入s2
            if (item.matches("\\d+")) {
                s2.add(item);
            } else if (item.equals("(")) {
                s1.push(item);
            } else if (item.equals(")")) {
                while (!s1.peek().equals("(")) {
                    s2.add(s1.pop());
                }
                s1.pop();//将（弹出s1，消除小括号
            } else {
                //当item的优先级小于等于栈顶运算符的优先级，
                while (s1.size() != 0 && Operation.getValue(s1.peek()) >= Operation.getValue(item)) {
                    s2.add(s1.pop());
                }
                //将item压入栈中
                s1.push(item);
            }
        }
        //将s1中剩余的运算符有压入栈中
        while (s1.size() != 0) {
            s2.add(s1.pop());
        }
        return s2;
    }


    //方法，将中缀表达式转成对应的list
    public static List<String> toInfixExpressionList(String s) {
        //定义一个list,存放对应的内容
        List<String> list = new ArrayList<>();
        int i = 0;//是个指针，用于遍历字符串
        String str;//用来做拼接
        char c;//每遍历一个字符放入
        do {
            //如果c是一个非数字，就加入list中
            if ((c = s.charAt(i)) < 48 || (c = s.charAt(i)) > 57) {
                list.add("" + c);
                i++;
            } else {
                str = "";//制成""
                while (i < s.length() && (c = s.charAt(i)) >= 48 && (c = s.charAt(i)) <= 57) {
                    str += c;
                    i++;
                }
                list.add(str);
            }

        } while (i < s.length());
        return list;
    }


    //将一个逆波兰表达式依次将数据和运算符放入到集合中
    public static List<String> getListString(String suffixExpression) {
        //将字符串分割
        String[] split = suffixExpression.split(" ");

        List<String> list = new ArrayList<>();
        //放入字符串
        for (String s : split) {
            list.add(s);
        }
        return list;
    }

    //完成对逆波兰表达式得运算
    public static int calculate(List<String> list) {
        //创建一个栈,只需要一个栈
        Stack<String> stack = new Stack<>();
        //遍历
        for (String s : list) {
            //思路
            //进行判断，如果是数字，压入栈中，如果是符号，从栈中取出两个数字根据先后顺序进行计算，得出结果压入栈中


            //使用正侧表达式来,匹配多位数
            if (s.matches("\\d+")) {
                stack.push(s);
            } else {
                //pop出两个数并运算，在入栈
                int num2 = Integer.parseInt(stack.pop());
                int num1 = Integer.parseInt(stack.pop());
                int res = 0;
                if (s.equals("+")) {
                    res = num1 + num2;
                } else if (s.equals("-")) {
                    res = num1 - num2;
                } else if (s.equals("×")) {
                    res = num1 * num2;
                } else if (s.equals("/")) {
                    res = num1 / num2;
                } else {
                    throw new RuntimeException("运算有误");
                }
                //把res入栈
                stack.push("" + res);
            }

        }
        //最后留在栈里的就是结果
        return Integer.parseInt(stack.pop());
    }
}

//编写一个类，返回一个运算符对应的优先级
class Operation {
    private static int ADD = 1;
    private static int SUB = 1;
    private static int MUL = 2;
    private static int DIV = 2;

    //方法，返回对应的优先级数字
    public static int getValue(String operation) {
        int result = 0;
        switch (operation) {
            case "+":
                result = ADD;
                break;
            case "-":
                result = SUB;
                break;
            case "×":
                result = MUL;
                break;
            case "/":
                result = DIV;
                break;
            default:
                System.out.println("不存在该运算符");
                break;
        }
        return result;
    }
}

